棉花纖維性狀的遺傳特性及SSR標(biāo)記分析.pdf

1、棉花是第一大天然纖維作物，棉纖維（Cottonfiber）是世界上最重要的紡織原料之一，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在長(zhǎng)期的進(jìn)化演化過(guò)程中，棉花種子以其種子表面纖維的發(fā)育狀況，可將棉花分成毛籽、光籽和裸籽三類。棉花種子表面纖維既有絨纖維或稱長(zhǎng)絨纖維（lint）又有短絨（fuzz）我們稱之為毛籽（fullhairedseeds）；棉花種子表面纖維有長(zhǎng)絨無(wú)短絨，稱之為光籽（nakedseeds），棉花種子表面既無(wú)長(zhǎng)絨又無(wú)短絨，稱之為裸籽（fuz

2、zless-lintlessseeds）。弄清楚棉花種子表面纖維（長(zhǎng)絨或短絨）的遺傳規(guī)律及其控制長(zhǎng)絨和短絨發(fā)育的分子機(jī)理是植物遺傳學(xué)和分子生物學(xué)家一直關(guān)注的研究熱點(diǎn)。
　　 本研究利用在纖維性狀上有明顯差異的四個(gè)棉花品種：99B（毛籽棉，陸地棉）、FLS2123（裸籽棉，陸地棉）、ZYS20（光籽棉，陸地棉）、VH8（毛籽棉，海島棉）作為棉花實(shí)驗(yàn)材料。2007年1月利用以上4個(gè)棉花材料作為親本組配了4個(gè)雜交組合，其組合分別為：9

3、9B（毛籽）×FLS123（裸籽）、99B（毛籽）×ZYS20（光籽）、ZYS20（光籽）×FLS123（裸籽）、99B（毛籽）×VH8（光籽）。2007年2月得到以上四種組合的F1代種子并開(kāi)始種植，2007年5月得到以上四種組合的F2代群體種子。統(tǒng)計(jì)其F1種子棉纖維性狀，并種植F2代種子。F2長(zhǎng)成植株后提取其葉片DNA。用242對(duì)JESPR系列的棉花的SSR標(biāo)記對(duì)以上4個(gè)組合的親本和其F2代群體進(jìn)行SSR-PCR多態(tài)性分析。試圖通過(guò)F

4、2群體的分離特點(diǎn)進(jìn)一步了解棉花纖維分化和發(fā)育的遺傳規(guī)律和定位與棉花纖維發(fā)育相關(guān)的分子標(biāo)記。
　　 研究表明：棉花纖維長(zhǎng)絨長(zhǎng)度在F2群體中呈較好的正態(tài)分布，由此認(rèn)為棉花長(zhǎng)纖維長(zhǎng)度的發(fā)育是一種由多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀遺傳。在用242對(duì)JESPR系列SSR標(biāo)記對(duì)99B（毛籽）×FLS2132（裸籽）的F2群體進(jìn)行SSR-PCR分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)與99B（毛籽）的長(zhǎng)絨性狀有連鎖關(guān)系的共分離標(biāo)記的8個(gè)標(biāo)記：JESPR-101，JESPR-15

5、3，JESPR-154，JESPR-158，JESPR-204，JESPR-222，JESPR-191，JESPR-300，分析認(rèn)為這些標(biāo)記與長(zhǎng)絨的分化基因有關(guān)。
　　 而就棉花纖維短絨的發(fā)育，在供試組合的F2代群體中，雜交組合99B和ZYS20及99B和VH8，親本99B為毛籽而ZYS20和VH8均為光籽的情況下其F1棉籽均表型表現(xiàn)為毛籽，而F2分離株的棉籽短絨分離情況不同，前者出現(xiàn)分離，后者沒(méi)有分離（全為毛籽）。99B×FL

6、S2132組合棉纖維短絨性狀在F2群體中有分離，而ZSY20×FLS2132組合棉纖維短絨性狀在F2群體中沒(méi)有分離（全為光籽），以上可以推斷控制短絨和長(zhǎng)絨分化與發(fā)育的基因并非同一組基因，并且由此推斷出四個(gè)親本的幾種可能的控制短絨發(fā)育的基因型：99B可能的情況為：ii，susu，F(xiàn)t1Ft1，F(xiàn)t2Ft2，F(xiàn)t3Ft3，F(xiàn)cFc；ii，susu，F(xiàn)t1Ft1，F(xiàn)t2ft2，F(xiàn)t3ft3，F(xiàn)cfc；VH8可能的情況為：Ii，Susu，F(xiàn)t1

7、Ft1，F(xiàn)t2Ft2，F(xiàn)t3Ft3，F(xiàn)cFc；Ii，susu，F(xiàn)t1Ft1，F(xiàn)t2Ft2，F(xiàn)t3Ft3，F(xiàn)cFc，ZYS20可能的情況為：Ii，Susu，F(xiàn)t1ft1，F(xiàn)t2ft2，F(xiàn)t3ft3，F(xiàn)cfc；Ii，susu，F(xiàn)t1ft1，F(xiàn)t2ft2，F(xiàn)t3ft3，F(xiàn)cfc；ii，Susu，ft1ft1，ft2ft2，F(xiàn)t3Ft3，fcfc，F(xiàn)LS2132可能的情況為：Ⅱ，SuSu，F(xiàn)t1ft1，F(xiàn)t2ft2，F(xiàn)t3ft3，F(xiàn)cfc；Ii

8、，Susu，F(xiàn)t1ft1，F(xiàn)t2ft2，F(xiàn)t3ft3，F(xiàn)cfc。并推斷出其四個(gè)組合的F1代的可能基因型。據(jù)F2群體中長(zhǎng)絨的長(zhǎng)度和短絨的密度的數(shù)據(jù)進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析表明，棉花長(zhǎng)絨的長(zhǎng)度與短絨分布的密度間存在著相關(guān)性，在長(zhǎng)絨和短絨均存在的情況下，長(zhǎng)絨的長(zhǎng)度越長(zhǎng)密實(shí)度越大其短絨分布的密度也越大，初步證實(shí)短絨由胚珠細(xì)胞分化出來(lái)后，短絨的發(fā)育與長(zhǎng)絨的發(fā)育同步，或者受共同的基因所調(diào)控。
　　 本研究利用棉花JESPR系列SSR標(biāo)記對(duì)4個(gè)組合的親

9、本及其F2群體進(jìn)行了SSR-PCR分析，在各個(gè)親本間獲得了有多態(tài)性的SSR標(biāo)記，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在供試親本間、組合間具有共同多態(tài)性的標(biāo)記，如標(biāo)記JESPR-158，在親本ZYS20（光籽）和FLS2132（裸籽）間有多態(tài)性，在99B（毛籽）和ZYS20（光籽）間也具有相同的多態(tài)性，多態(tài)性條帶的帶型相同。標(biāo)記JIEPR-50則分別在親本99B和ZYS20與親本99B和VH8間都表現(xiàn)出多態(tài)性，但是多態(tài)性條帶的帶型不同。這些帶有穿梭性質(zhì)的SSR標(biāo)記有

10、助于了解分子標(biāo)記與纖維發(fā)育的性狀相關(guān)，也是研究棉花纖維性狀與其它農(nóng)藝性狀的相關(guān)性的理想標(biāo)記。
　　 本研究并試圖用99BxZYS20的F2代群體找到控制短絨（fuzz）發(fā)育的基因，雖然在利用對(duì)其群體的遺傳聚類分析其分離情況基本良好，結(jié)果沒(méi)有在棉花JESRP系列SSR標(biāo)記中找到與其短絨性狀連鎖的標(biāo)記，但為進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)和參考。本研究沒(méi)有找到連鎖標(biāo)記的原因可能是JESRP系列的SSR標(biāo)記數(shù)量有限，并由于上述組合的親本間遺傳相似